Выпуски

 / 

2020

 / 

том 18 / 

выпуск 2

 



Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

N. O. Artyukhova, J. Krmela, V. Krmelova
«Final Drying of Ammonium Nitrate Granules with Nanoporous Structure in Multistage Shelf Apparatuses: Embodiment and Technological Parameters»
421–436 (2020)

PACS numbers: 47.61.-k, 61.43.Gt, 68.37.Hk, 81.05.Rm, 81.20.Ev, 83.80.Fg, 89.20.Kk

Статья посвящена экспериментальному исследованию процесса финальной сушки гранул пористой аммиачной селитры (ПАС). Обосновано применение стадии финальной сушки в общей технологической линии получения гранул ПАС с нанопористым поверхностным слоем или многослойных гранул ПАС с нанопористой структурой. Описаны основные преимущества многоступенчатой сушки в применении к процессу формирования нанопористой структуры гранулы ПАС. Предложен инструмент автоматизированного расчёта гидродинамических и термодинамических условий реализации стадии финальной сушки. Оценено влияние времени пребывания гранулы ПАС в объёме сушилки, характеристик сушильного агента и степени стеснённости потока (отношения объёма гранул ПАС в рабочем пространстве сушилки и общего объёма аппарата) на характер нанопористой структуры гранулы («механическую» или «модификационную» природу пор). Представлены результаты микроскопии гранул ПАС после каждой из трёх ступеней финальной сушки (гранулы были увлажнены раствором аммиачной селитры и прошли стадию термообработки в вихревом грануляторе), в том числе в режимах недостаточного, оптимального и повышенного времени пребывания гранулы в сушилке. Установлено влияние степени стеснённости потока на качество нанопористой структуры гранул ПАС. Определены особенности изменения нанопористой структуры гранулы и специфических свойств (удерживающей и поглощающей способностей, относительной площади нанопористой поверхности, площади нанопористой поверхности в единице массы гранулы ПАС) после каждой из ступеней финальной сушки. Результаты исследований позволили определить оптимальное время и температурный режим финальной сушки, а также установить максимальную нагрузку сушильного аппарата по гранулам ПАС (максимальную степень стеснённости потока), при которых гранулы ПАС практически не имеют «механических» пор.

Keywords: porous ammonium nitrate, nanoporous structure, vortex granulator, technology


References
1. T. J. Janssen, Explosive Materials: Classification, Composition and Properties (New York: Nova Science Publishers, Inc.: 2011).
2. B. Zygmunt and D. Buczkowski, Propellants Explos. Pyrotech., 32, No. 5: 411 (2007); https://doi.org/10.1002/prep.200700045.
3. G. M. Erode, Ammonium Nitrate Explosives for Civil Applications: Slurries, Emulsions and Ammonium Nitrate Fuel Oils (Weinheim: Wiley-VCH Verlag & Co.: 2013).
4. N. Kubota, Propellants and Explosives: Thermochemical Aspects of Combustion (Weinheim: Wiley-VCH Verlag & Co.: 2015).
5. G. Martin and W. Barbour, Industrial Nitrogen Compounds and Explosives, Chemical Manufacture and Analysis (Seaside: Watchmaker Publishing: 2003).
6. P. Suppajariyawat, M. Elie, M. Baron, and J. Gonzalez-Rodrigues, For. Sci. Int., 301: 415 (2019); https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2019.06.001.
7. S. Jackson, Proc. Combust. Inst., 36, No. 2: 2791 (2016); https://doi.org/10.1016/j.proci.2016.09.027.
8. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, Nauk. Visnyk Nats. Hirnychoho Univ., 6: 42 (2013).
9. T. Kudra and A. S. Mujumdar, Advanced Drying Technologies (New York: Marcel Dekker: 2002).
10. A. S. Mujumdar, Handbook of Industrial Drying (Boca Raton: Taylor & Francis Group.: 2006).
11. A. E. Artyukhov, J. Krmela, and O. M. Gavrylenko, J. Nano- Electron. Phys., 11, No. 3: 03033 (2019); https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03033.
12. A. E. Artyukhov and V. I. Sklabinskyi, J. Nano- Electron. Phys., 8, No. 4: 04051 (2017); https://doi.org/10.21272/jnep.8(4(1)).04051.
13. N. O. Artyukhova and J. Krmela, J. Nano- Electron. Phys., 11, No. 4: 04006 (2019); https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).04006.
14. N. O. Artyukhova, O. B. Shandyba, and A. E. Artyukhov, Nauk. Visnyk Nats. Hirnychoho Univ., 1: 92 (2014).
15. A. E. Artyukhov, N. O. Artyukhova, and O. B. Shandyba, Prystriy dlya Sushinnya Dyspersnykh Materialiv [Device for the Disperse Materials Drying] (Patent 92423UA, Int. Cl F26B 3/02, F26B 17/12, filed 03.04.2014; issued 11.08.2011, Bulletin No. 15) (in Ukrainian).
16. V. Obodyak, N. Artyukhova, and A. Artyukhov, Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019 (Eds. V. Ivanov et al.). Lecture Notes in Mechanical Engineering (Cham: Springer: 2020), p. 813; https://doi.org/10.1007/978-3-030-22365-6_81.
17. A. E. Artyukhov, N. O. Artyukhova, V. K. Obodyak, and A. O. Gorishyak, Komp’yuterna Programa ‘Multistage Fluidizer’ [Computer Program ‘Multistage Fluidizer’] (Authorship Certificate 79141UA, issued 17.05.2018).
18. A. E. Artyukhov, V. K. Obodiak, P. G. Boiko, and P. C. Rossi, CEUR Workshop Proceedings, 1844: 33 (2017).
Creative Commons License
Все статьи доступны по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.

Электронная почта: tatar@imp.kiev.ua Телефоны и адрес редакции О сборнике Пользовательское соглашение